机床网
数控车床切削功率计算
2020-03-19 11:04:48

 工欲善其事必先利其器,在加工中除了刀具本身能承受工件的撞击力及切削力外,机台本身的功率及钢性是否足够,往往影响刀具寿命及加工效率,尤其CNC车床加工因为是工件旋转与离心力关系,转速会因工件大小及夹持方式受到一定限制,当加工时要效率提升唯有提高切削进给率或加大切削深度,而此时如果机台主轴功率不足,往往会因此而导致机台停机或刀具破损,以下就台中精机Vturn-36机台作为范例,计算马达功率是否能符合切削需求。
Vturn-36因须经过变速箱传动,扭力会有所更改,所以整合计算以求得正确切削力。

Vturn-36分为2000转及2500转,2000转低档时主轴与马达转速比为1:8.08,高档为1:2.66。2500转低档转速比为1:6.54,高档为1:2.15,当了解工件切削速度时须换算成主轴马达转速,才能求得正确的切削功率。

(一)切削功率计算公式:

Ne(Kw)=(Ap×F×Vc×Ks)÷(60×10³×η)
Ap(mm):切削深度/ F(mm/rev):每转进给量/ Vc(m/min):切削速度 /Ks(N/mm²):比切削力(查表) / η:机床总效率(80%或90%) /Ne(Kw):所须功率
例题:加工外径200mm低碳钢,单边切深3mm,切削速度120m/min,进给率0.2mm/rev求所须功率。
解答:Ne=(3×0.2×120×2600)÷(60×1000×0.8)=3.9Kw

(二)切削扭力计算:

因Vturn-36有经过变速箱传动低速档齿轮比为1:2.4,所以马达扭力可提升2.4倍。
高速档齿轮比为1:0.79,所以马达扭力降为0.79倍。
T(N-m)=Ap×Ks×f×r/ Ap(mm):切削深度/ Ks(N/mm²):比切削力(查表) /f(mm/rev):每转进给量/ T(N-m):切削阻抗扭矩/ r(m):切削工件半径

例题:加工外径200mm低碳钢,单边切深3mm,切削速度120m/min,进给率0.2mm/rev求所须扭矩。
解答:T=3×2600×0.2×0.1=156(N-m)

(三)切削转速计算:

N=(Vc×1000)/(D×3.14) / N(rpm):主轴转速/ Vc(m/min):切削速度/ D(mm):工件直径
由上面例题算出工件转速N=(120×1000)÷(200×3.14)=191rpm
所以要加工此工件所须条件为:(1)功率=3.9Kw (2)扭矩=156N-m(3)转速=191rpm

(四)审查主轴马达是否有足够切削力加工此工件:

以Vturn -36双段2000rpm/α22i马达为审查机种。
1.低速檔:因主轴与马达转速比为1:8.08所以主轴转速191rpm时马达转速为1543rpm(功率为26KW)。变速箱齿轮比为1:2.4所以主轴扭力可提升2.4倍,由马达扭矩图查得其标准约为165N-m,经过变速箱后可达396 N-m。
2.高速檔:因主轴与马达转速比为1:2.66所以主轴转速191rpm时马达转速为508rpm(功率约为8KW)。变速箱齿轮比为1:0.79所以主轴扭力降为0.79倍,由马达扭矩图查得其标准约为165N-m,经过变速箱后只有123 N-m。因实测外径切削,扭矩影响很小,可忽略!

因此要符合第( 四) 项加工条件1. 功率:3.9Kw 用低速文件加工主轴负载约为15%,用高速档加工约为48%。

转载请标注来源158机床网
  • 液压弯管机 - W27Y-89 液压弯管机 - W27Y-89,W27Y-89,金属加工机械 - 弯曲校正机,洛阳安力机械有限公司,液压弯管机 - W27Y-89价格及其他相关信息
  • 喷丸清理机 - Q2630 喷丸清理机 - Q2630,Q2630,金属加工机械 - 其他,烟台市铸造机械厂,喷丸清理机 - Q2630价格及其他相关信息
  • 刮研平板 - 400mm×300mm 刮研平板 - 400mm×300mm,400mm×300mm,金属加工机械 - 机加工测量仪器,河北省泊头市华宇量具厂,刮研平板 - 400mm×300mm价格及其他相关信息
  • ASSM直角高速铣刀 158机床网——此款刀具材质为抗震性工具钢刀座严格按照最小公差所制使刀片装入刀具能在有效范围公差之内,切削时两个刀片都为同一点避免一个刀片孤军奋战,使加工更稳定并减少刀片的磨损,普通刀具没有严格制造使刀片与刀座搭配不合造成公差太大从而严重磨损并且刀具刚性不足加工时效率与品质达不到有利提升,此款刀具有做臂空型可解决深腔加工的困扰。
  • 三轴CNC加工中心机JIH-CNC 6500 E型 机械特性 加工长度有3.米、4.米、5.米、6.米可供选择。 可做短料多段加工及长料加工。 快速定位。 左右行程採用伺服马达驱动齿轮/排齿机构。 三轴行程全伺服马达驱动。